刘延萍
中国石化集团中原石油勘探有限公司供水管理处 河南濮阳 457001
摘要：在生产过程中，因为油田供水系统区块分布不平衡和粗放型的管理，使得一些污水处理站工作负荷太大，而另外一些污水处理站工作负荷太小甚至出现了闲置的状态，导致污水不能及时排放，导致系统能耗过大。针对这种现象，本文对油田供水系统调度进行优化方法分析，在保证污水不外排的前提下，降低油田供水能耗，使整个油田供水系统运行成本最小。
关键词：油田；供水系统；调度；优化方法
引言：在建设初期，我国大部分油田发展较快，而当时的技术水平有限，油田供水系统就普遍形成了分散型、应急型、粗放型的特点。这种相对独立的油田供水设备系统妨碍水资源的统一管理，也没办法保证供水的安全性和稳定性，还影响油田居民的生活水平，大幅度增加了能耗、药耗和漏耗。现阶段，在原有供水系统基础上进行统一的优化调整，提高供水质量和节能降耗已成为刻不容缓的问题。
1油田供水调度系统概况
1.1供水调度系统组成
油田供水系统主要包括三个单元部分，即附属单元、管道单元、节点单元。从供水调度系统的覆盖范围面积来说，有的为几百平方公里，有的才几十平方公里，覆盖面积差别十分大，而系统中的供水管网主要包括原水管网和污水管网。当系统正常运行时，脱水站能够通过原水管网把生产出来的含油污水调入污水站，这些含油污水在被污水站处理之后会与其它水源的来水汇合，为油田建设提供充足水源。在污水管网和原水管网中，还有许多支状管网结构与环状管网结构，所以又分为多个二级管网子系统，这些子系统相互独立而又相互配合，共同组成了一个复杂的流体网络系统。油田矿区供水系统的设备管理是一项十分复杂的系统工程，牵涉到了到泵、电动机。变压器、控制设备、传动装置、管道等等，表面上来说需要提高各个组成部分的效率，最终目的则是提高整个系统的运行效率。我们不只是简单的进行设备更新，而是充分利用现有资源，通过对能源消耗的综合分析，进行设备的优化运行，合理安排设备运行方式，采取措施，进行有针对性的技术改造，从而达到提高设备性能，提升系统效率，实现高效经济运行的目的。
1.2当今油田供水系统的特点
以某油田基地供水系统的各项统计数据为例，对油田供水系统的主要特点和存在问题加以总结。其一，水源井管理存在一定缺陷，造成有限的水资源无调浪费，在基地区域，有部分水源井管理由基层单位管理。其二，小供水站多，且各自工作布局不合理，造成供水能耗高，有串联加压、水泵扬程过高，管网漏耗大等问题，导致低效供水以及水源及电能的浪费，除基地水厂外还有供水站，各站水平不一，有的只有几台水泵，这样的小型供水站供给面积非常有限。其三，因为地下管网建设年代较早，多为铸铁管和钢管，供水管网内壁杂质较多，管网清洗较少，水质受到一定影响。其四，存在较少直供井，管网设施不完善，除了中心区，周围的地方仍为枝状网，供水可靠性受到了影响。系统调度手段较为传统，不能对水量、水源、水压和供水设施进行有效调整。
1.3根据情况设置解决方案
油田供水管网系统调度是我国油田采油系统生产中很重要的组成部分之一，它能够有效调度油田产出含油污水、生活污水、化工污水、地面污水以及其他水源，极大程度缓解了水资源不足的局势。由于我国油田工业的发展，许多油田都进人了高含水期，含油污水产出量也在不断的增加，其他水源用水量却在不断减少，出现了区域负荷不均衡的现象，供水系统面临较大调整。目前，由于调度方案不合理等因素，造成部分管网节点压力过高从而使得调水受阻，形成了含油污水不得不外排的局面。这样做不但污染了环境还浪费了水资源，同时也促使系统能耗过大，所以有必要为供水系统提供合理的调水方案。本文根据油田供水系统的实际情况，应用节点质量平衡原理，建立了供水系统调度的数学模型，研究供水系统调度的优化方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2优化调整方案
2.1根据原有情况调整
根据水源井、供水站和管网现状及格局，针对用水负荷的大小以及远近分布结合，从而以提高供水安全可靠性，保障供水调水质和降低耗水、耗电、耗能，充分发挥利用当前设备条件，挖潜争效，以少投入获得高回报。根据油田矿区系统的需水规律的分析表明，这应该是降低能耗的最基本的操作。了解了不同阶段不同时期的需水量，从而制定合理的供水制度。具体操作就是通过设置一定数量的配水管网系统监测点，收集各点每天的数据，绘制油田矿区需水变化曲线。
2.2对置供水水厂工程
供水系统调度优化前通过对基地的水资源以及各地用水情况调查，发现当地水资源足以满足总用水量的要求，并且各供水站的供水能力总和远远超过了总用水量需求，但局部水资源和供水能力不匹配的问题比较明显。在水资源和用水量调配平衡的原则之下，经过一致的商量，最终拿出了一个初步的规划:以基地水厂为供水中心，取消靠中间地带的五个比较简陋低效的供水站，暂时留下水源较完整，设置了集中的供水站1座，对三个方向上进行了供水站改造，它们所处位置偏僻边远，先借助消毒技术将来水进行净化。某一方向供水站得以保留是因为它的水源分布集中。对来水集中进行消毒处理，逐步取消原有小排量、低效的供水泵，更换大泵，完善并连通供水主管线，把一部分分散、直供、产水量大、水质较好和便于联网的水源纳入集中供水系统，在基地逐步形或相对集中、对置供水、优质供水和效益供水的良性局面。
2.3管网优化
在我国大部分油田，供水管网已基本具备环状管网要求，欲将周边枝状管网逐步联成环网，部分不具备联管成网条件的地区，根据情况建立局部环网，以增加供水稳定和可靠性，大管供水干管改造接入环状系统管网。
2.4建立仪表检测和优化调度系统
上述改造形成了多水厂的对置供水网络，经过一致的商量，最终拿出了一个初步的规划:先把除了北区以外，其他三个方向上的供水站进行改造，因为它们所处位置偏僻边远，故而先借助消毒技术将来水进行净化。北区的供水站得以保留是因为它的水源分布集中。
有助于实现现有的供水设施和水井效益最大化，此外，经过消毒，水质也会得到进一步的优化，变得更加安全放心。这为后期的运营管理，以及降低能源损耗的重要作用不言而喻。但这一切都需要建立在准确了解整个系统运行状况的基础之上，通过优化调度来完成这种改造。这个方案采用计算机集中监测主要工艺参数与主要设备的运行状态，各地供水站以及测压点设置远程终端(RTU)，负责数据采集，通过无线方式传送数据。用调度中心站计算机实时监测各点的运行情况，统一指挥，优化调度各地水源和水厂的运行。画面显示、报表生成、数据处理、报警、历史数据保存等功能都要具备。
2.5进行地下水资源检测，优化泵设备的下泵深度
一切水源质与量的基础是水资源监测，进行水资源监测工作主要包括监测制度的制定和监测网点的设置，通过监测结果为水量平衡提供可靠资料，并且为如何进一步挖掘水源潜力提供指导。
结语：
由于我国现在大中型油田多数已经初具城市化规模，基础设施建设也必然要走城市化的道路，在满足基本用水要求的情况下，提高供水安全可靠性、提高系统效率和供水调度水平是十分必要的。对油田供水系统的优化在根本上解决了供水管网复杂以及水源井、供水站的重复建设的问题，从而大幅度降低了供水单耗和系统漏耗。统一的水资源管理和供水调配也给日后深层次挖潜降耗、优化管理创造了良好的条件。
参考文献：
[1]李赓.油田供水系统调度优化方案研究[J].科技与企业，2015(08):219.
[2]任福深，程晓泽，林莉.油田供水系统调度优化方案研究[J].石油矿场机械，2007(11):51-54.
作者简介：刘延萍：女，汉族，工程师，主要从事给排水、水务运维、机电仪与工程建设等工作。
论文作者:刘延萍
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/7
标签：供水系统论文; 油田论文; 管网论文; 水源论文; 系统论文; 污水论文; 水资源论文; 《防护工程》2018年第25期论文;